高职实训课程PBGS教学模式设计与应用

谭立容， 袁迎春， 张照锋， 王抗美

（南京信息职业技术学院电子与信息系，南京210023）

0 引 言

PBGS（Project Based Group Study）教学模式就是基于项目的团队学习模式［1］，通过设定特定的任务，在教师指导下，学生通过团队合作完成项目。目前，PBGS教学模式在各类教学中得到了应用［2-3］。例如，战晔等［4］将PBGS教学模式引入到军校实验课程的教学中，探讨了具体的实施办法，总结了PBGS在实施过程中应当注意的问题；张美玲等［5］针对教学内容过于注重理论等问题，将PBGS 教学模式应用于大学中的“运筹学”教学中，教学效果显著。

仿真教学是随着计算机仿真技术的发展起来的一种新兴的辅助教学方式，仿真教学就是利用实物或电脑创设各种虚拟环境来模拟真实环境，在虚拟仿真的环境中进行操作、验证、设计、运行等的教学方式［6］。目前，在各类教育中仿真教学的使用越来越广泛［7-8］。例如，张源等［9］分析了矿山压力与岩层移动实验教学过程中存在的问题，提出了相应虚拟仿真实验教学系统的设计思路和实验教学方法；杨煜等［10］提出通过离子通道电流虚拟仿真实验，提高教学效果，降低实验成本；杨清文等［11］针对课程教学存在的问题，构建了＂火箭炮兵器结构与原理＂虚拟仿真教学平台和虚拟仿真教学体系，教学改革实践效果良好。

通过文献调研分析，目前将PBGS 教学模式和仿真教学结合起来研究的较少［12］。为了解决目前高职传统实训课程存在的问题，提出了数字校园环境下结合仿真实验教学的PBGS教学模式。课程团队依托建设的课程网络平台和仿真实验环境，研究了更适合设计制作类实训课程的PBGS 教学模式，并在高职课程“天线安装与调试”实训课教学中进行了实践运用。

1 高职传统实训课程存在的问题

在高职院校的人才培养方案中，实训课程占据了比较重要的地位，起到培养学生动手能力和综合素质的作用［13-15］。目前，在高职院校的传统实训课程教学中存在以下问题：

（1）高职学生基础薄弱、学习能力差别大，总会有学生听不懂；

（2）在教师动手操作环节时，由于有些学生没看清教师演示操作的动作或训练不够，导致有些学生对动手环节不熟悉；

（3）实训课的总学时较少，并且一般集中在1 ～2周内上完，由于经常是1 天6 课时上同一门课，导致有些学生注意力不集中。

基于以上原因，需要探索适合高职学生的实训课程教学模式。

2 结合仿真实验教学的PBGS教学模式设计

高职院校实训课程的核心任务大多数是要教会学生会操作特定软件或设备、完成某项任务。根据实训课程自身特点，可以借鉴由美国约翰·布兰斯福德教授倡导的抛锚式教学理论。这种教学要求学习与教学活动应围绕某一“锚”来设计，对于笔者所提出这种结合仿真实验教学的PBGS 教学模式而言，“锚”就是“项目”。基于抛锚式教学理论，该模式的基本教学程序如图1 所示，以分组完成不同天线仿真制作项目作为“锚”，数字校园环境下学生和教师的活动围绕着这个“锚”展开，具体如下：

（1）学生分组由教师和学生根据学生具体情况共同完成，同时在课程网络平台上也设置相应的学生分组；

（2）教师在课程开始初期阐明考核标准和每组学生应实现的项目目标，让学生明确项目要求；

（3）学生在课程网络平台线上观看学习资料和视频，在老师辅导下线下学习课程基础知识和所需仿真软件；

（4）在教师激励和指导下，每组学生团队分工完成本项目的仿真设计以及制作测试；

（5）每组学生需以本组项目为主题分别完成仿真微视频和测试微视频，并上传到课程网络平台；

（6）教师和学生对上传的网上视频进行评价，再结合学生每组的现场成果汇报答辩情况，选出优秀小组、给予表彰。

图1 结合仿真实验教学的PBGS教学模式设计

3 结合仿真实验教学的PBGS教学模式实践

天线安装与调试课程是物联网应用技术专业的学生必修的一门骨干课程，这些学生知识储备不够、理论基础薄弱、自主学习能力弱、动手能力稍好，而课程总学时仅28 学时。传统教学模式运用于天线安装与调试教学不利于培养学生综合能力，不利于调动学习积极性。该课程的相关理论比较抽象、难理解，单看书看不懂，此外，天线技术是一门实践性很强的学科，在相关企业产品的研发和测试中仿真软件HFSS 和网络分析仪往往不可缺少。为了和企业接轨，教学中需要各种软硬件设备，如软件、电脑、网络分析仪等。而一个好一点的矢量网络分析仪也要几十万元，致使微波实验室的建设成本较高，也不可能让每个学生有一台仪器。为此，需要探索新的教学模式来解决上述问题。为了提高教学效果，2018 年在4 个平行班中选取2 个班为实验班，在教授天线安装与调试实训课程时采用所设计的教学模式，具体实施过程分3 阶段。

3.1 明确项目任务

在分析学生情况的基础上，教师和学生共同完成学生分组，同时在课程网络平台上也将学生分为若干小组。阐明如图2 所示的课程考核标准（学生总成绩＝2 次线上测试成绩×10% ＋3 次线上课程作业×10% ＋线上提交的天线测试视频×10% ＋线上提交的天线答辩PPT×10% ＋线上提交的天线仿真小视频×10% ＋线下成绩×50%）；强调每个同学的成绩取决于每组以及自身的表现。让每组学生明确各自项目要求和项目应实现目标，要求每组完成不同天线的仿真制作测试。再布置线上学习任务，让学生在课程网络平台上看教学视频、查找相关资料，并提前把操作视频导入手机或平板电脑等设备中。

图2 课程考核标准

3.2 项目实施

在学生明确项目任务后，教师先简要介绍一下与项目相关的理论知识，接着播放重点线上视频，并对重点环节加以提示，再针对线上任务单中的内容进行提问；然后再让学生动手熟悉仿真软件HFSS，遇到问题可反复观看课程网络平台的仿真教学视频，也可以问老师和同学；在基本熟悉软件之后，每组同学围绕项目任务，参考课程教材上天线仿真案例里的仿真步骤，用仿真软件HFSS 完成每组不同天线的仿真设计；再让每组同学用录屏软件录制天线仿真小视频，在该视频中主要介绍所设计天线仿真模型、仿真结果及所设置关键变量对天线的影响规律。

经检查已经完成天线仿真设计的该组学生，在教师激励和指导下继续完成天线的制作测试，由于用于测试的矢量网络分析仪等设备比较贵重，一般要求每组需要事先观看下载的测试教学视频，再在老师指导下来进行操作。测试基本完成后，让每组同学录制天线测试小视频，该视频主要是介绍所设计天线测试步骤、测试结果等。

在实施过程中，教师巡回指导，观察各组完成天线的情况，发现问题不轻易介入，先让学生独立探索如何仿真设计和制作测试天线，学生不能解决时，教师再指导或示范学生。教师可指派已熟练完成任务的学生指导操作有困难的学生。

3.3 项目总结

最后，每组学生将完成的仿真微视频和测试微视频上传到课程网络平台；教师和学生对上传的网上视频进行评价，再结合学生每组现场成果汇报答辩，评出最佳天线测试视频、最佳天线PPT、最佳天线仿真视频，表彰获得最佳的小组。评选过程中，主要由各小组骨干成员和教师评分并反馈。通过让学生观看和评价课程网络平台的微视频和答辩PPT，达到巩固学习的目的。

4 教学效果对比

为了对比教学效果，另外2 个对照组按传统教学方式上天线安装与调试课，经对教师和学生分别作问卷调查，调查结果如表1 所示。

表1 调查结果

由调查结果可见，采用新教学模式增加了学生的动手和交流时间，更有利于提高学生综合能力，能更好地帮助学生理解天线相关基本概念。

5 结 语

经实践证明，所提出的数字校园环境下结合仿真实验教学的PBGS教学模式是一种行之有效的实践教学模式.其实施的关键是考核标准对学生的有效激励。在实施过程中需注意以下问题：①第1 次上课时先简单说明课程安排、评价考核标准和课后任务的具体要求，让学生有目的、带着问题完成布置的课程任务，同时要让学生明白为什么要在网上学习指定内容，并将网络平台完成情况和总评成绩挂钩；②让课程网络平台学习内容尽量有趣些，“微视频”要精，能支持手机、电脑等；③允许学生在课堂上反复观看视频、允许学生在不断犯错过程中真正掌握课程内容、提高动手能力。